控制压力钻井新技术和其应用.pdfVIP

维普资讯 石 油 机 械 一 68一 CHINAPETROLEUMMACHINERY 2007年 第35卷 第 11期 ●国外石油机械 控制压力钻井新技术及其应用 辜志宏 王庆群 刘 峰 李丽娜 杜 珂 潘建武 (1，江汉机械研究所 2．江汉石油管理局第四石油机械厂) 摘要 针对欠平衡钻井技术在海上钻井中难 以解决的固有17题，近几年国外开发了控制压力 钻井 (MPD)和控制钻井液帽 (CMC)钻井技术。MPD是 由欠平衡钻井 (UBD)和动力钻井技 术综合而发展起来的一项新技术，它利用封闭的钻井液循环系统，通过液力井的模拟程序来反馈 数据，预测环空压力剖面，从而使 自动控制压力系统 自动调节节流阀，产生微小调节量来精确控 制整个井眼的环空压力剖面。控制钻井液帽 (CMC)钻井技术是MPD在深水钻井应用的新发展， 它既能当作开式循环系统操作，又能当作封 闭式循环系统操作，同时使用较重的钻井液。通过水 下钻井液举升泵系统调节钻井液帽在隔水管内的位置，就能快速、准确调节井底压力。实践证明， MPD和CMC一定会有广阔的应用前景。 关键词 UBD MPD CMC 控制压力 钻井技术 应用 是从UBD和动力钻井 (powerdrilling)等老概念， 引 言 通过研究与综合而发展起来的一项新技术。 为 了控制井底压力 (bottom holepressure， MPD的系统组成和工作原理 BHP)或井 内钻井液的环空压力，通常的钻井方法 是要求增加或减少钻井液的重力，即根据地层压力 1．定义和技术特点 和井壁的稳定条件来调节钻井液的重力。增加静液 (1)MPD的定义 国际钻井承包商协会 压力需要增加钻井液所含化学成分和加重材料，这 (LADC)欠平衡和控制压力委员会 (Underba1． 是一个浪费时间和增加成本的过程。同时，当停止 ancedOperationandManagedPressureCommittee) 钻井液循环时，该井就会存在超平衡状态。 将 MPD定义为：MPD是用于精确控制整个井眼压 另一种控制 BHP的方法是控制摩擦压力。较 力剖面的适宜钻井程序，其 目的是确定井下压力的 高的钻井液循环速度会产生较高的环空摩擦压力， 环境限制，并以此控制环空液压剖面 J。 同时会在井底产生较高的压力。钻井泵转速的变化 (2)技术特点 它不同于常规的开式压力控 会引起BHP的迅速变化。采用这种摩擦压力控制 制系统，而是依赖于封闭的循环系统，通过调节井 的缺点是当钻井液循环停止时，压力控制便会 眼的环空压力来补偿钻井液循环而产生的附加摩擦 失效。 压力。 同时，随着欠平衡钻井技术 (under—balanced MPD技术的一个重要特点就是使用了一套封 drilling，UBD)在海上钻井所表现出的难 以解决的 闭的系统，可增加钻井液返回系统的钻井液压力， 固有问题 (如钻井过程中产生的碳氢化合物的处 以提供钻进的能力和在保持适当环空压力剖面的情 理、UBD专有设备对钻机空间和人员的限制，以 况下能连续接钻杆。适当的环空压力剖面阻止了钻 及在某些情况下受调节工况的限制等 ¨)，人们希 井液流人地层造成对地层的伤害。MPD技术的这 望研制出能够解决上述问题的钻井工具和技术。 种控制压力变化还提供了更好地控制井的能力，以 控制压力钻井 (managed